Alors que les besoins en chaleur diminuent avec le changement climatique, le refroidissement des bâtiments gagne massivement en importance, en particulier dans les centres-villes densément construits. le 22e séminaire IGE de l’Institut pour la technique du bâtiment et l’énergie de la Haute école de Lucerne a donc été consacré aux "réseaux thermiques et au refroidissement".
En raison du changement climatique, les centres-villes densément construits sont particulièrement touchés par des périodes de chaleur estivale de plus en plus intenses. Les réseaux thermiques, qui fournissent de l’eau froide via des systèmes de tuyaux pour refroidir des bâtiments tels que des complexes de bureaux, des hôpitaux ou des centres de calcul, constituent une alternative efficace et écologique aux installations de climatisation décentralisées. Pour ce faire, ils utilisent généralement un lac ou une rivière comme "source froide". En hiver, le réseau de chauffage urbain peut être utilisé pour le chauffage.
Andreas Hurni, directeur des Réseaux thermiques suisses, a montré l’importance des réseaux thermiques pour le tournant énergétique. Pour l’approvisionnement en froid, il a recommandé de "mettre la main à la pâte plutôt que de faire les choses à moitié", car les besoins en froid devraient augmenter massivement d’ici 2050, et d’exploiter les synergies avec l’extension du chauffage à distance qui se déroule en parallèle, afin d’améliorer la rentabilité et l’efficacité énergétique.
Approvisionnement en froid à Zoug, Zurich et Vienne
Les réseaux thermiques pour l’approvisionnement en chaleur et en froid sont déjà une réalité dans de nombreuses villes ou sont en cours de construction ou de planification. Trois intervenants ont ainsi donné un aperçu de projets à Zoug, Zurich et Vienne. Circulago, qui alimente une grande partie de la ville de Zoug en énergie thermique et frigorifique respectueuse de l’environnement, est déjà en service. Adrian Steiner, WWZ Energie AG, a présenté les principaux enseignements tirés de cinq années d’expérience. Il a souligné que la planification du froid était beaucoup plus compliquée que celle du chaud, car si la production de chaleur et les degrés-jours de chauffage sont très bien corrélés, ce n’est pas le cas de la production de froid et des degrés-jours de refroidissement.Burkhard Hölzl, Wien Energie GmbH, a également puisé dans sa longue expérience. A Vienne, l’un des plus grands réseaux de froid urbain d’Europe est en service et en cours d’extension. Le réseau interconnecté s’étend en anneau autour de la vieille ville et utilise l’eau du Danube. M. Hölzl a expliqué que le refroidissement urbain était également bien adapté aux maisons classées monuments historiques, ce qui est pertinent pour Vienne, qui compte un grand nombre de bâtiments de ce type. CoolCity Zurich est encore en cours de planification ou dans une phase précoce de construction ; à partir de 2032, elle devrait couvrir les besoins en chaleur et en froid de nombreux immeubles de bureaux et de surfaces de services avec de l’énergie renouvelable provenant du lac de Zurich. Pascal Leumann, d’ewz Energielösungen, a présenté le projet de génération de la plus grande ville de Suisse, d’un coût de plus de 300 millions. Il est notamment prévu de construire sept tunnels, dont un micro-tunnel est déjà réalisé.
Planifier avec le microclimat
Veronika Sutter, de l’Office des bâtiments de la ville de Zurich, a expliqué comment la ville de Zurich fait face à la chaleur par d’autres moyens, en s’appuyant sur les quelque 12 000 m2 du parc Koch, qui contribue à réduire la chaleur en ville grâce à de grands arbres préservés, à une gestion sophistiquée des eaux de pluie avec des récipients d’infiltration, à de vastes zones de désimperméabilisation, à des revêtements de sol clairs et à un petit bois pionnier. Avec QKM, un add-in du logiciel BIM Revit, Markus Koschenz, de la Haute école de Lucerne, a présenté un nouvel instrument de simulation du climat de quartier. Il permet de quantifier l’effet de l’urbanisme sur le microclimat en se basant sur des paramètres tels que le rayonnement, l’ombre, le régime hydrique, etc. Le calcul est nettement plus rapide qu’avec les outils conventionnels. Koschenz a également attiré l’attention sur le CAS Climat urbain, proposé par la Haute école de Lucerne.Projets de recherche de la Haute école de Lucerne
Michael Bayer, de la Haute école de Lucerne, effectue des recherches sur le stockage saisonnier de l’énergie thermique. Il a parlé des avantages du stockage de chaleur en cascade pour les réseaux de chaleur et de froid : niveaux de température flexibles, capacité de stockage adaptable et flexibilité en cas de changement de profil de charge. Timotheus Zehnder, de la Haute école de Lucerne, a montré comment le bois de chauffage peut être utilisé plus efficacement grâce au refroidissement et à la condensation des gaz de combustion dans les chaudières à bois. Une solution avec une pompe à chaleur à absorption s’est avérée idéale.Stratégies de refroidissement pour l’homme
Pour clore la manifestation, le Dr Dieter Kissling, de l’Institut ifa de médecine du travail, a montré comment la chaleur se répercute sur le corps humain. Il a également parlé de la température ambiante idéale. Ce qui est considéré comme une température agréable dans les bureaux dépend du sexe : Ainsi, selon une formule datant des années 1960, la plupart des locaux sont refroidis pour répondre aux besoins des hommes (21-22 degrés), tandis que les femmes, en raison de leur physiologie, ont tendance à avoir froid à ces températures. À des températures plus élevées (26-27 degrés), les femmes gagnent nettement en productivité. D’un point de vue économique et avec l’augmentation de la proportion de femmes dans les bureaux, il faudrait donc se demander s’il ne serait pas plus judicieux d’avoir des bureaux plus chauds.Le large éventail de thèmes le montre clairement : le changement climatique, les périodes de chaleur plus intenses et les défis qui en découlent préoccupent de nombreuses disciplines. Des solutions sont en cours d’élaboration, mais il reste encore beaucoup à faire.
